基于哈密顿解法的厚板边界效应典型算例分析

在平板弯曲问题中存在边界效应现象。这个现象用Reissner厚板理论可以论证,而经典薄板理论则无法解释。边界效应现象在板的自由边界附近表现最为典型。该文首先选取均载作用下的三边简支,一边自由的矩形厚板作为典型问题,采用哈密顿解法求出解析解。然后结合这个典型问题,对边界效应现象进行分析,对其影响因素和影响范围进行讨论。     

厚板哈密顿求解体系及其变分原理与正交关系

将哈密顿求解体系推广应用于Reissner-Mindlin厚板问题.首先导出了厚板哈密顿对偶微分方程,然后采用换元乘子法导出了厚板哈密顿变分原理的泛函表示式,最后提出并证明了厚板理论的两个正交关系.厚板哈密顿体系的理论成果将为研究厚板解析解和有限元解提供新的有效工具.     

矩形悬臂厚板的解析解

首先把胡海昌提出的弹性厚板弯曲问题的简化方程表示成为Hamilton正则方程,然后利用辛几何方法对全状态相变量进行分离变量,求出其本征值后,再按本征函数展开的方法求出矩形悬臂厚板的解析解。由于在求解过程中不需要事先人为地选取挠度函数,而是从厚板弯曲的基本方程出发,直接利用数学的方法求出可以满足其边界条件的这类问题的解析解,使得问题的求解更加合理论化。最后还给出了计算实例来验证所采用的方法以及所推导出的公式的正确性。     

薄板哈密顿求解体系及其变分原理

将哈密顿求解体系推广应用于薄板弯曲问题。首先导出薄板哈密顿对偶微分方程,然后导出薄板哈密顿变分原理的泛函表示式Π_H。有两点值得指出第一,以挠度w、转角Ψ_x、弯矩M_x和等效剪力V_x取为对偶变量,与相关文献的取法不同。第二,对于薄板问题,由Hellinger-Reissner泛函Π_HR导出哈密顿泛函Π_H时既要消元,又要增元,与在厚板问题中只需要消元的推导方法不同。薄板哈密顿求解体系的理论成果将为研究薄板解析解和有限元解提供新的有效工具。     

分析复合材料叠层板的三维理论和哈密顿单元方法

从弹性力学基本方程出发,给出了弹性力学中哈密顿体系理论。进一步和有限元法相结合,得到了能够分析具有任意边界条件和几何形状的复合材料叠层厚板的半解析数值方法即哈密顿单元方法。      

正交各向异性厚板振动分析的边界积分方程法

本文采用正交各向异性厚板静力问题的基本解作为边界积分方程的核函数,利用加权残数法建立了正交各向异性厚板振动分析的边界积分方程。文中详细地讨论了边界积分方程的数值处理过程并给出了若干数值算例以论证本文方法的正确性。      

压电复合材料矩形厚板弯曲的三维分析

本文从压电弹性材料的三维理论出发,利用状态空间方法分析了四边简支的压电复合材料矩形板受任意荷载作用的弯曲问题。由于不作任何简化假设,故可适用于任意厚度矩形板的精确分析。文中得到了相应传递矩阵的直接表达式,从而在计算中避免了矩阵求逆,最后给出了算例。     

具有中间支承的矩形板自由振动分析

应用一般解析解来求解具有中间支承矩形板的自由振动问题。一般解析解能求解任意边界条件矩形板的振动问题,求解过程是将整块板看成是沿中间支承分开的两块板,沿支承边两块板的挠度均等于零,斜度和弯矩均相等,再由全部边界条件和连续性条件可以求解各阶频率和振型。对几种具有简支边,平夹边或自由边的混合边界矩形板进行了计算。     

基于组合权重的灰色关联理想解法及其应用

引入灰色系统理论,对传统理想解法(TOPSIS)进行了拓展,提出了一种基于组合权重的灰色关联理想解法(GC-TOPSIS).利用AHP和熵值法对决策指标进行组合赋权,依据灰色关联分析理论,以灰色关联度为决策单元构造GC-TOPSIS模型,最后通过一个供应商选择的实例验证了方法的有效性和可行性.     

基于变量变换级数展开法的光波导矢量本征模分析

基于变量变换级数展开法,获得了掩埋矩形光波导及脊形光波导的矢量本征模及其传播常数。变量变换使无限平面映射成单位平面,从而使单位平面边界上的电磁场自然为零,消除了非物理反射,提高了计算精度;另外,由于这种方法所导致的矩阵阶数小,因此计算效率较高。分析的结果与已发表的结果吻合较好,可以为优化波导光电子器件的结构提供参考。     

应用基于解析试函数的广义协调四边形厚板元分析中厚板的自由振动

自从广义协调元提出以来,多种性能优异的板单元被构造且得到广泛应用,但是将广义协调元用于板的动力分析目前仅局限于薄板,该文将基于解析试函数的广义协调四边形厚板元ATF—PQ4b用于板的动力分析。该单元是将静力条件下中厚板的齐次微分方程的多项式解析解作为试函数,从而推导得到单元刚度矩阵和质量矩阵。笔者编写了相关的MATLA...     

弹性地基上各向异性厚板计算新方法

弹性地基上厚板的弯曲,一直是学者和工程师们十分关切的问题.本文采用分步分析方法,分析了弹性地基上的各向异性厚板和板式筏片基础,使在不需增加基本未知函数个数的情况下就可建立含有横向坐标Z的任意高次项的高阶方程,与现有厚板理论相比,本文所述方法具有基本未知函数少、基本方程易于建立、简单易解、计算结果精度较高等优点.     

考虑地基耦合效应的矩形中厚板的非线性静力分析

基于能量变分原理,考虑板的横向剪切和地基耦合效应,建立了双参数地基上弹性中厚板的非线性控制方程。应用伽辽金法对双参数地基上四边自由矩形中厚板的非线性弯曲问题进行了探讨。数值计算中考虑了系统各种参数变化对弯曲问题的影响。     

厚薄板通用的广义协调单元COONS曲面构造法

本文在[1]的基础上,利用Timoshenko深梁理论拟合边界挠度,由广义协调原理构造单元内部位移场,得出一种适用于中厚板的广义协调元。算例说明本单元具有良好的精度,且不出现剪切闭锁现象。     

基于解析试函数的各向异性材料厚薄通用板单元

该文采用满足Kirchhoff假设的薄板理论,推导了各向异性材料系列解析试函数,并利用该系列解析试函数构造了一个四边形应力杂交板单元。首先,该文从薄板理论的基本方程出发,推导了各向异性材料薄板中面挠度w应满足的特征微分方程。然后,从该方程出发求得w的系列特征通解,由w特征通解可进一步求得广义位移、广义应变和广义应力的解析试函数。同时,根据广义应力利用平衡条件构造了相应的横向剪力解析试函数。最后,根据已有的广义应力和横向剪力解析试函数构造了一个四边形应力杂交板单元ATF-PH4。数值算例表明:上述方法构造出的单元模型有很好的精度、收敛性,且对网格畸变不敏感,同时能较好地解决板单元的厚薄通用性问题。     

弹性地基上自由矩形板的非线性动静态分析

弹性地基上四边自由矩形板动力和静力问题的非线性分析是板理论中的一个特别困难的问题。至今为止,这个问题还没有解决。 本文首先选择由三角函数和多项式组成的挠度函数和应力函数。这些函数满足四个自由边界上的边界条件,然后利用伽辽金方法得到Duffing方程。文中最后给出了算例。     

基于解析试函数的广义协调四边形厚板元

本文构造两个广义协调四边形厚板元ATF-PQ4a和ATF-PQ4b。根据Mindlin-Reissner厚板理论的控制方程，首先求出其基本解析解，然后用其作为试函数来构造单元。数值算例表明，这两个单元不出现剪切闭锁，显示出良好的性能。